基于無線Mesh的無線傳感器網絡模擬與研究.pdf

1、無線傳感器網絡技術整合了分布式信息處理技術,嵌入式計算技術、無線網絡與通信技術、傳感器技術等,被廣泛應用于各種領域,是二十一世紀最具有影響力的技術之一。無線Mesh網絡技術與傳統(tǒng)的無線網絡技術不同,是一種多跳網絡,靈活的結構可以使它組成混合型Mesh網絡,能充分發(fā)揮其網絡優(yōu)勢。無線傳感器網絡與無線Mesh網絡均為目前研究的熱點,將無線Mesh網絡引入到無線傳感器網絡,兩者的優(yōu)勢相結合使得傳感器網絡具有更好的網絡性能,這將會成為新的研究方

2、向之一。
　　 本文是圍繞基于無線Mesh的無線傳感器網絡模型展開研究的。我們在分析了現有傳感器網絡技術與算法仿真模型的基礎上,將無線傳感器網絡技術與無線Mesh技術相結合,研究基于無線Mesh的無線傳感器網絡模型,該模型能有效降低節(jié)點通信能量消耗與延遲網絡壽命。然后我們針對該模型,設計了相應的節(jié)點部署策略與基于Q-leanring的GEAR路由改進算法。在本文我們主要做了三個方面的工作:
　　 1.我們詳細介紹了基于無

3、線Mesh的無線傳感器網絡模型的總體框架、功能模塊以及節(jié)點模型,通過OMNet++仿真工具實現仿真,并與多Sink節(jié)點的無線傳感器網絡進行了通信能量消耗比較,仿真實驗結果表明模型在通信能量消耗方面要較優(yōu)于多Sink節(jié)點的無線傳感器網絡。
　　 2.使用重部署的節(jié)點部署策略,傳感節(jié)點采用隨即部署,并用Voronoi劃分來篩選冗余節(jié)點,計算完全覆蓋目標區(qū)域所需的最少節(jié)點集,重點研究Mesh節(jié)點確定性部署策略,建立新的數學模型,使用遺

4、傳算法來解決部署問題,得出最佳的節(jié)點位置組合。遺傳算法的重點是適應度函數與編碼方式,我們根據問題設計了一個能夠同時反映連通性與位置最優(yōu)性的適應度函數,并采用節(jié)點位置組合序列進行編碼,以實現遺傳算法。通過節(jié)點部署仿真實驗我們得出活動節(jié)點集與最佳Mesh節(jié)點位置組合。
　　 3.我們將GEAR算法與Q-learning相結合,提出了一種GEAR改進算法,節(jié)點根據Q值來選擇下一跳轉發(fā)節(jié)點,實現網絡負載平衡功能。針對網絡擁塞的情況,進行